本發(fā)明涉及自動式自行車踏板。

現(xiàn)有技術(shù)

自動式自行車踏板通常包括踏板本體，該踏板本體在前部和后部處設(shè)置有附接裝置，所述附接裝置用于保持固定至鞋的鞋底上的扣片(cleat)。

這種踏板最初具有相對較多數(shù)量的組成部分。

因此，除了踏板本體之外，踏板還將包括套筒心軸組件、后部桿以及彈性系統(tǒng)，該套筒心軸組件用于安裝在踏板曲柄上并且包括心軸、環(huán)、滾動軸承等，并且踏板本體在該套筒心軸組件上安裝成使得踏板主體可以旋轉(zhuǎn)，該后部桿圍繞樞轉(zhuǎn)軸線鉸接至本體，該彈性系統(tǒng)用于對桿進(jìn)行預(yù)加載，如US 6,564,676中所示。

例如，彈性系統(tǒng)可以由金屬或彈性體彈簧、或者彎曲或屈曲作用的葉片等制成。

由后部鉸接桿引起的問題之一——除了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性之外——在于，當(dāng)騎車者在踏板行程期間向后拉時(shí)，后部鉸接桿彈簧打開，從而致使扣片向后滑動至足以導(dǎo)致蹬踏板效率低以及扣片/踏板磨損。

在極端情況下或者當(dāng)踏板力被調(diào)節(jié)得太低時(shí)，扣片可能向后滑動足夠遠(yuǎn)使得前部脫離，從而導(dǎo)致騎行者的腳突然從踏板拉出。

一些已知的踏板本體——例如在US 2012/0067165、US 5,381708和US 5,105,683中公開的踏板本體——具有撓性后部桿，而不是圍繞彈簧加載的樞轉(zhuǎn)軸線鉸接的后部桿。

這些踏板減少了部件的數(shù)量和重量，但不具有用于調(diào)節(jié)扣片釋放的裝置并且在重量方面沒有被偏置成后部向下懸吊，從而使得接合更加困難，這是因?yàn)樘ぐ逵袝r(shí)可以定向于使得在不首先使踏板本身重新定位的情況下不可能發(fā)生接合的位置中。

大多數(shù)現(xiàn)有的自動踏板需要踏入和踏下運(yùn)動來進(jìn)行接合并且需要扭轉(zhuǎn)來進(jìn)行釋放，并且這是很常見的，以至于大多數(shù)騎行者習(xí)慣于此運(yùn)動。

此外，不同的騎行者偏好不同量的釋放力。

目前，在具有釋放調(diào)節(jié)的現(xiàn)有踏板中，隨著釋放力增大，扣片接合的力也增大。

當(dāng)騎行者將扣片力調(diào)節(jié)得較高時(shí)，這通常是因?yàn)樗麄兿胍乐挂馔忉尫挪⑶宜麄兿胍槍πD(zhuǎn)浮動的非常明顯的限制；此外，騎行者想要高度了解他們何時(shí)開始釋放。

然而，相同的騎行者不想要更難的踏入。

在具有后部附接裝置的現(xiàn)有踏板中，到目前為止仍通過向前踏入踏板本體的前部并且然后向下踏從而使后部附接裝置向后移動來接合扣片。

扣片的向前運(yùn)動不直接輔助接合，相反，實(shí)際上是向下運(yùn)動引起了接合。

表述“旋轉(zhuǎn)浮動”指的是在扣片與本體之間保持接合的同時(shí)發(fā)生在扣片與本體之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

旋轉(zhuǎn)浮動通常以度為單位進(jìn)行測量，并且在自動踏板中，旋轉(zhuǎn)浮動可以從小到零——也稱為“固定(fixed)”——變化至大到30度，但是最典型的是5度至10度。

通常可以通過使用不同的扣片或者通過調(diào)節(jié)設(shè)置在扣片內(nèi)的機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)浮動。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的技術(shù)目標(biāo)是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。

在這種技術(shù)目標(biāo)中，本發(fā)明的目的在于研發(fā)具有簡化的結(jié)構(gòu)特征以及減小的制造成本的自動式自行車踏板。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種具有減小重量的自動式自行車踏板。

本發(fā)明的另一目在于研發(fā)一種自動式自行車踏板，該自動式自行車踏板在提供了用于釋放的獨(dú)立調(diào)節(jié)的同時(shí)具有腳至踏板本體中的改進(jìn)的夾持。

本發(fā)明的又一目的在于，提供了一種自動式自行車踏板，其中，扣片的向前運(yùn)動直接導(dǎo)致接合裝置打開。

此目標(biāo)和這些目的都通過根據(jù)所附權(quán)利要求1的自動式自行車踏板來實(shí)現(xiàn)。

此外，此目標(biāo)和這些目的都通過根據(jù)權(quán)利要求13的扣片來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的自動式自行車踏板包括踏板本體，踏板本體旋轉(zhuǎn)地連接至心軸，該心軸適于聯(lián)接至踏板曲柄。

踏板本體限定前后方向并且包括前部部分和后部部分，所述前部部分和所述后部部分能夠由扣片接合，扣片能夠連接至騎行者的鞋的鞋底并且包括前部鉤和后部鉤。

踏板本體的前部部分包括用于扣片的前部鉤的撓性接合裝置。

設(shè)置在踏板本體的前部部分中的撓性接合裝置確定扣片進(jìn)入踏板本體中的接合力的量，該接合力完全獨(dú)立于釋放力。

根據(jù)權(quán)利要求5，踏板本體的后部部分包括閂鎖構(gòu)件，該閂鎖構(gòu)件能夠沿踏板本體的前后方向在相應(yīng)的座部內(nèi)選擇性地滑動。

閂鎖構(gòu)件沿踏板本體的前后方向相對于踏板本體自身的后部部分的相對位置確定了由踏板本體釋放扣片的釋放力的量，該釋放力完全獨(dú)立于接合力。

根據(jù)權(quán)利要求6，閂鎖構(gòu)件包括外表面，該外表面具有適于與扣片的后部鉤的相應(yīng)的槽相接合的斜坡輪廓。

根據(jù)本發(fā)明的能夠連接至騎行者的鞋的鞋底的扣片設(shè)置有能夠接合在踏板本體的前部部分中的前部鉤和能夠接合在踏板本體的后部部分中的后部鉤；扣片的后部鉤包括兩個(gè)突出部，在所述突出部之間限定了所述槽。

從屬權(quán)利要求提及了本發(fā)明的優(yōu)選和有利的實(shí)施方式。

附圖說明

根據(jù)作為非限制性示例給出的隨后的以下描述和附圖，本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員將更好地理解這些和其他優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的自動踏板的俯視圖；

圖2為踏板的后視圖；

圖3為踏板的分解視圖；

圖4為踏板的側(cè)視圖；

圖5為踏板的截面圖，其中，心軸套筒以Q因子處于中間位置的方式安裝；

圖6為踏板的截面圖，其中，心軸套筒以Q因子處于最小位置的方式安裝；

圖7為踏板的截面圖，其中，心軸套筒以Q因子處于最大位置的方式安裝；

圖8為踏板的套筒組件的俯視圖；

圖9為踏板的心軸套筒的截面圖，其中Q因子處于中間位置；

圖10為踏板的后部的放大截面圖，其中，斜坡部完全縮回以實(shí)現(xiàn)最容易的扣片釋放構(gòu)型；

圖11為踏板的后部的放大截面圖，其中，斜坡部部分地伸出以實(shí)現(xiàn)中間量的扣片釋放力；

圖12為踏板的后部的放大截面圖，其中，斜坡部完全地伸出以實(shí)現(xiàn)最高量的扣片釋放力；

圖13為能夠接合在根據(jù)本發(fā)明的踏板中的扣片的底部的立體圖；

圖14為扣片的頂部的立體圖；

圖15為踏板的截面圖，其中，扣片完全接合到踏板中；

圖16為踏板的立體截面圖，其中，扣片完全接合到踏板中；

圖17為踏板的立體圖，其中，扣片準(zhǔn)備接合到踏板中；

圖18為踏板的截面圖，其中，扣片準(zhǔn)備接合到踏板中；

圖19為踏板的底部放大圖，其中，扣片已接合并且處于其旋轉(zhuǎn)扣片浮動的中間；

圖20為圖19中示出的踏板的底部放大圖，其中，扣片旋轉(zhuǎn)至其向外旋轉(zhuǎn)浮動的端部；

圖21為踏板在扣片脫離期間的底部視圖；

圖22為處于在自行車急轉(zhuǎn)彎期間可能發(fā)生的最大傾斜角度的踏板的后視圖；

圖23為踏板的立體圖，其中，扣片充分旋轉(zhuǎn)成處于釋放位置；

圖24為能夠接合在根據(jù)本發(fā)明的踏板中的扣片的另一實(shí)施方式的分解圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的自動式自行車踏板整體上用10指示。

在下述實(shí)施方式中，結(jié)合特定實(shí)施方式給出的各個(gè)特征實(shí)際上可以與存在于其他實(shí)施方式中的其他不同特征互換。

根據(jù)本發(fā)明的自動踏板可以容易地安裝在任何類型的自行車上；優(yōu)選地但非排他性地，根據(jù)本發(fā)明的踏板安裝在公路自行車等上。

踏板10包括踏板本體130。

踏板本體130旋轉(zhuǎn)地連接至心軸20；心軸20適于聯(lián)接至踏板曲柄。

示出的心軸20的形狀在大部分長度上是平滑的且為漸縮的，以便使應(yīng)力梯級(stress riser)最小化。

心軸20可以由鈦或其他合適的材料制成。

踏板本體130可以由適于該應(yīng)用的任何材料制成。

例如，踏板本體130可以由聚合物材料制成。

一種優(yōu)選的材料可以是碳增強(qiáng)聚合物。

踏板本體130具有或限定前后方向A。

踏板本體130包括前部部分122和后部部分124。

踏板本體130還包括中央部分126。

中央部分126限定適于接觸扣片220的上表面142。

踏板本體130的后部部分124包括附件128。

附件128基本上垂直于踏板本體130的前后方向A。

心軸20包括用于連接至曲柄臂的螺紋末端24。

心軸20通過套筒組件200連接至踏板本體130。

在圖8、圖9中詳細(xì)地示出了套筒組件。

套筒組件200被容置于設(shè)置在踏板本體130的中央部分126中的筒形座部202內(nèi)。

筒形座部202包括螺紋端部136。

套筒組件200包括套筒本體40。

套筒本體40大致呈管狀形狀，并且套筒本體40包括第一端部41和第二端部43。

套筒本體40可以由鋁或任何其他合適的材料制成。

第一端部41包括花鍵46；在第一端部41與第二端部43之間可以設(shè)有螺紋部分42。

螺紋部分42旋擰在筒形座部202的螺紋端部136中，以便將套筒本體40安全地連接至踏板本體130的中央部分126。

花鍵46允許套筒本體40容易地旋擰至踏板本體130中。

套筒組件200包括滾針型的第一軸承70，該第一軸承70通過套筒本體40的第一端部旋轉(zhuǎn)地支承心軸20。

滾針軸承70對于強(qiáng)度和耐久性而言是優(yōu)選的；滾針軸承70可以由襯套替代。

密封件60緊靠在滾針軸承70上，并且密封件60封閉套筒本體40的開口，從而防止污染物進(jìn)入套筒本體40本身。

心軸20由套筒本體40的第二端部、由第二軸承90并且由第三軸承100旋轉(zhuǎn)地支承。

兩個(gè)軸承90、100對于強(qiáng)度和耐久性而言是優(yōu)選的：然而，這兩個(gè)軸承可以被單個(gè)軸承或襯套替代。

軸承90、100布置于設(shè)置在心軸20中的抵接部92上，并且軸承90、100由旋擰至心軸20的螺紋端部上的螺母110保持。

筒形座部202中容置有O形環(huán)密封件120，套筒本體40的第二端部43緊靠在該O形環(huán)密封件120上。

套筒本體40的內(nèi)表面45包括唇緣44。

在唇緣44與第二軸承90之間以及在第三軸承100與O形環(huán)密封件120之間布置有多個(gè)間隔件80。

在本發(fā)明的在附圖中示出的實(shí)施方式中，間隔件80的數(shù)量為五個(gè)；間隔件80的數(shù)量可以是任意數(shù)量，以滿足特定要求。

間隔件80可以由鋁或任何其他合適的材料制成。

間隔件80可以重新定位，以便修改踏板10的所謂“Q因子”，Q因子是騎行者的兩只腳的中心之間的距離，或者更特別地是從扣片的中心線到自行車曲柄臂的距離。

間隔件80的厚度可以是任何厚度，例如可以是1mm或2mm。

例如，在圖5、圖6、圖7中分別示出了套筒組件200的對應(yīng)于踏板10的三個(gè)不同的Q因子的三種可能的構(gòu)型。

在圖5中，示出了對應(yīng)于特定Q因子值的第一構(gòu)型，其中，三個(gè)間隔件80沿心軸20布置在唇緣44與第一軸承90之間，而兩個(gè)間隔件80布置在第二軸承100與O形環(huán)密封件120之間。

在圖6中示出了對應(yīng)于踏板10的最小Q因子值的構(gòu)型。

在此構(gòu)型中，所有的間隔件80沿心軸20布置在唇緣44與第一軸承90之間。

在圖7中示出了對應(yīng)于踏板10的最大Q因子值的構(gòu)型。

在此構(gòu)型中，所有的間隔件80沿心軸20布置在第二軸承100與O形環(huán)密封件120之間。

可以通過簡單地從筒形座部202移除套筒本體40并從心軸20的螺紋端部移除螺母110以便移除軸承90、100并且根據(jù)所需的Q因子重新定位間隔件80來實(shí)現(xiàn)許多其他中間構(gòu)型。

心軸套筒組件200對于改變Q因子的便利性而言是優(yōu)選的，但將可能將心軸20、軸承70、軸承90、軸承100、間隔件80以及螺母110直接組裝在踏板本體130的筒形座部202的內(nèi)部。

踏板本體130的前部部分122和后部部分124能夠通過扣片220接合。

扣片220能夠連接至騎行者的鞋的鞋底。

在圖13、圖14中詳細(xì)地示出了扣片220；本發(fā)明還涉及這種扣片220。

扣片220包括用于連接至騎行者的鞋底(未示出)的上部區(qū)域210(圖14中可見)以及具有適于緊靠在踏板本體130上表面142上的下表面216的下部區(qū)域215(圖13中可見)。

至鞋底——所述鞋底是標(biāo)準(zhǔn)的且可調(diào)節(jié)——的連接通過穿過墊圈250的螺釘240實(shí)現(xiàn)，參見例如15、16。

扣片220包括前部鉤233和后部鉤232。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，踏板本體130的前部部分122包括用于扣片220的前部鉤233的撓性接合裝置132、134。

更詳細(xì)地，撓性接合裝置132、134包括第一撓性腿部132。

撓性接合裝置132、134還包括第二撓性腿部134。

第一撓性腿部132和第二撓性腿部134由間隙152分開。

間隙152優(yōu)選地但非排他性地沿踏板本體130的前后方向A布置。

總之，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，間隙152可以沿著不同的方向布置。

在本發(fā)明的其他實(shí)施方式(未示出)中，撓性接合裝置132、134可以包括圍繞扣片220的前部鉤233纏繞的單個(gè)腿部。

在其他實(shí)施方式中，撓性接合裝置132、134可以包括一個(gè)或更多個(gè)鉸接的及經(jīng)彈簧加載的腿部，而不是撓性腿部。

間隙152的寬度可以是適合于確?？燮?20的前部鉤的安全接合以及扣片220的快速和容易脫離的任何寬度。

間隙152的這種寬度可以根據(jù)特定使用者的要求而進(jìn)行修改，以便實(shí)現(xiàn)扣片220進(jìn)入踏板本體130中的不同接合力。

第一撓性腿部132和第二撓性腿部134均大致呈弧形形狀；在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，第一撓性腿部132和第二撓性腿部134的形狀可以是適合于特定要求的任何形狀。

第一撓性腿部132和第二撓性腿部134具有高度大于寬度的橫截面。

由于這個(gè)特征，腿部132、134易于向前及向外撓曲以接納扣片220。

此外，腿部132、134向上是堅(jiān)硬的，以在扣片220與踏板本體130之間形成剛性連接。

腿部132、134具有至少圍繞間隙152區(qū)域的大致呈L形的截面。

因此，腿部132、134中的每個(gè)腿部限定內(nèi)邊緣133。

撓性接合裝置132、134位于踏板本體130的前部部分122中的優(yōu)點(diǎn)在于，扣片220直接向前且逐漸地滑動有助于接合裝置132、134撓曲分開，使得更容易將踏板10與后部接合裝置接合。

因此除去了表征已知類型的自動踏板的單獨(dú)的彈簧和/或樞轉(zhuǎn)銷，從而實(shí)現(xiàn)了更輕、更簡單并且更便宜的自動踏板。

此外，由于該特征，踏板10具有后部重量偏置以在未接合時(shí)向下懸吊。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，踏板本體130的后部部分124包括閂鎖構(gòu)件190。

特別地，在圖10、圖11、圖12中示出了閂鎖構(gòu)件190。

閂鎖構(gòu)件190能夠沿前后方向A在設(shè)置于后部部分124的附件128中的相應(yīng)的座部194內(nèi)選擇性地滑動。

更詳細(xì)地，閂鎖構(gòu)件190包括外表面191。

閂鎖構(gòu)件190的外表面191具有斜坡輪廓。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，閂鎖構(gòu)件190包括螺釘調(diào)節(jié)裝置192。

螺釘調(diào)節(jié)裝置192包括接合在閂鎖構(gòu)件190中的螺釘170。

螺釘170通過環(huán)160保持在座部194中。

環(huán)160旋擰到螺母161上，螺母161與踏板本體130的后部部分124是一體的。

此外，螺釘調(diào)節(jié)裝置192包括彈簧180。

彈簧180保持螺釘170抵著環(huán)160。

螺釘170與環(huán)160之間的接觸環(huán)形表面可以設(shè)置有止動裝置，以便將螺釘170標(biāo)定在周期性位置處。

后部部分124的附件128包括后部邊緣154。

后部邊緣154限定第一傾斜表面135。

后部邊緣154還包括后部齒146。

后部齒146限定第二傾斜表面138。

第一傾斜表面135和第二傾斜表面138具有相同的傾斜度，但是在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，第一傾斜表面135和第二傾斜表面138可以具有不同的傾斜度。

扣片220的后部鉤232包括槽236。

更詳細(xì)地，后部鉤232包括兩個(gè)突出部238，槽236限定在所述兩個(gè)突出部238之間。

槽236限定第三傾斜表面139。

突出部238限定各自的接合表面237，接合表面237基本上平行于扣片220的下表面216。

突出部238限定各自的第四傾斜表面148和各自的側(cè)向傾斜表面226、227。

扣片220的前部鉤233包括前部邊緣234。

在扣片220接合到踏板本體130中期間(參見圖17、圖18)，扣片220的前部邊緣234接合到第一腿部132和第二腿部134的內(nèi)邊緣133的下方。

同時(shí)，突出部138的第四傾斜表面148接觸后部邊緣154的第一傾斜表面135，并且第二傾斜表面138接觸第三傾斜表面139。

特別地，第二傾斜表面138與第三傾斜表面139之間的接觸有助于在接合期間將扣片220導(dǎo)引至正確取向。

當(dāng)使用者向下推動腳以實(shí)現(xiàn)將扣片220接合到踏板本體130中時(shí)，傾斜表面148、135與傾斜表面138、139之間的接觸引起扣片220本身向前移動。

因此，腿部132、134向外撓曲，從而臨時(shí)增大間隙152的寬度。

因此，扣片220伴隨著可聽到的“咔噠”聲到達(dá)圖15、圖16中示出的接合位置，其中，突出部238的接合表面237接觸后部部分124的后部邊緣154的下表面。

在這種情況下，閂鎖構(gòu)件190接合在槽236中。

如圖19中所示，通過存在于閂鎖構(gòu)件190的外表面191與突出部238的側(cè)向傾斜表面226、227之間的間隙來保證特定旋轉(zhuǎn)扣片浮動。

因此，可以根據(jù)使用者的特定要求通過修改外表面191和/或側(cè)向傾斜表面226、227來改變扣片浮動。

扣片220進(jìn)入踏板本體130的接合力將根據(jù)所使用的本體材料、腿部132、134的尺寸以及扣片220的尺寸而變化。

另外，旋轉(zhuǎn)浮動可以根據(jù)騎行者所使用的扣片而變化，并且可以在從無浮動到浮動30度的范圍內(nèi)變化。

在圖20、圖21中示出了扣片220與踏板本體130的脫離。

通過轉(zhuǎn)動扣片220超過其浮動，閂鎖構(gòu)件190迫使扣片220本身向前移動。

這引起腿部132、134向外撓曲，從而允許扣片220的突出部238中的一個(gè)突出部移動超過閂鎖構(gòu)件190，從而達(dá)到圖23中示出的狀態(tài)。

必須由騎行者施加的釋放力可以通過調(diào)節(jié)裝置192進(jìn)行精確地調(diào)節(jié)。

圖10中示出了零釋放力的情況。

在這種情況下，閂鎖構(gòu)件190完全縮回到座部194的內(nèi)部，并且閂鎖構(gòu)件190不對扣片220的旋轉(zhuǎn)提供阻力。

特別地，閂鎖構(gòu)件190不對扣片220的突出部238的運(yùn)動提供阻礙。

這種情況可能有助于膝蓋弱或有使他們偏愛極低釋放力的其他身體問題或原因的騎行者。

圖11中示出了中間狀態(tài)，其中，需要特定的釋放力來使扣片220與踏板本體130脫離。

閂鎖構(gòu)件190部分地露出座部194，并且在扣片220從踏板本體130釋放期間，閂鎖構(gòu)件190必須被突出部238中的一個(gè)突出部越過。

圖12中示出了最終狀態(tài)，其中，閂鎖構(gòu)件190被完全調(diào)節(jié)出座部194，然后需要最大釋放力來使扣片220與踏板本體130脫離。

圖22中示出了處于可能在自行車急轉(zhuǎn)彎期間發(fā)生的最大傾斜角的狀態(tài)的踏板10的后視圖。

即使可以調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的踏板10的Q因子，但踏板的傾斜角α也比現(xiàn)有的踏板的傾斜角大，從而允許騎行者在整個(gè)急轉(zhuǎn)彎中踩踏板而踏板不接觸道路。

根據(jù)本發(fā)明的踏板的構(gòu)型提供了扣片220與踏板10之間的大量接觸，從而提供了騎行者的鞋與踏板10之間的牢固連接。

由于針對各種部件選擇的優(yōu)選材料，踏板10非常輕，并且同時(shí)堅(jiān)固可靠。

踏板本體130的上表面142可以被制成為本體130的一體部分，但是可以安裝由例如不銹鋼制成的薄板以提供改進(jìn)的磨損或浮動感。

圖24中示出了本發(fā)明的替代性實(shí)施方式。

特別地，在本發(fā)明的這種實(shí)施方式中，扣片220包括兩個(gè)部分270、280。

更詳細(xì)地，扣片220包括扣片本體270和單獨(dú)的后部接合裝置280。

扣片本體270包括T形座部272，后部接合裝置280能夠以可移除的方式接合在T形座部272中。

后部接合裝置280包括能夠接合在T形座部272中的T形附件274。

該解決方案允許使用者通過將后部接合裝置280替換為具有不同幾何特征的其他接合裝置來修改扣片的旋轉(zhuǎn)浮動和/或釋放力。

例如，在示出的實(shí)施方式中，扣片220具有相對于前述實(shí)施方式而言較小的旋轉(zhuǎn)浮動，這是因?yàn)橥怀霾?38彼此更靠近，并且因此槽236更窄。

已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是可以在不脫離由所附權(quán)利要求提供的保護(hù)范圍的情況下設(shè)計(jì)等效變型。